Frequenze di vibrazioni naturali non smorzate di una trave a sbalzo

Data una trave a sbalzo di lunghezza L con sezione rettangolare di larghezza b e altezza h, si troveranno le tre frequenze naturali di oscillazione.

Assumiamo L = 0.5 m, b = 0.05 m, h = 0.02 m.
Le proprietà del materiale sono:  modulo di Young E = 2.1E+011 , coefficiente di Poisson ν = 0.28, la densità del materiale ρ = 7800 kg / m3.

Il modello ad elementi finiti con restrizioni

La soluzione analitica appare come:

,

dove fi sono frequenze libere non smorzate, J è il momento di inerzia, F è l'area della sezione trasversale, ki è il fattore che dipende dalla modalità di vibrazione ( k1 = 1.875, k2 = 4.694, k3 = 7.855 ).

I risultati sono i seguenti *:

Tabella 1. I parametri della maglia ad elementi finiti

Tipo di elementi finiti

Numero di nodi

Numero di elementi finiti

tetraedro

2173

8719

Tabella 2. Risultato "Frequenza"*

 

Soluzione numerica
Frequenza fi*, Hz

Soluzione analitica
Frequenza fi, Hz

Errore δ = 100%*| fi* - fi| / | fi |

1

67.3

67.0

0.45

2

418.3

420.2

0.45

3

1158.1

1176.7

1.58

 

 

* I risultati dei test numerici dipendono dalla maglia ad elementi finiti e possono differire leggermente da quelli indicati nella tabella.

 

Approfondire riguardo ad AutoFEM l'analisi di frequenza

 

 

 

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